一种微膨胀混凝土及其制备方法技术

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种微膨胀混凝土及其制备方法。一种微膨胀混凝土，包含以下重量份的原料：碎石：850～930，砂：790～910，水泥：280～360，掺合料：85～135，钙矾石系膨胀剂：25～35，泵送剂：6～12，抑制剂：31～44，饮用水：150～210，所述抑制剂由壳聚糖、囊壁材料和pH调节剂复配而成；其制备方法为：将碎石、砂和水泥加入搅拌机内，搅拌5min后加入掺合料和钙矾石系膨胀剂，搅拌5min后加入泵送剂和饮用水，搅拌10min后加入抑制剂，搅拌4min制得微膨胀混凝土。本申请的微膨胀混凝土可用于大体积混凝土浇筑，其具有减少钙矾石的二次生成，减少大体积混凝土开裂的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种微膨胀混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种微膨胀混凝土及其制备方法。
技术介绍
微膨胀混凝土是指在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的。授权公告号为CN102674735B的中国专利技术专利公开了一种无收缩水泥矿物掺合料，包括明矾石、煤渣和石膏，还包括发泡剂和防水剂，其各组分质量百分比为明矾石∶煤渣∶石膏∶发泡剂∶防水剂=20-30%∶40-60%∶10-20%∶1-5%∶0.1-0.3%，各组分之和为100%，利用明矾石由石灰、石膏的激发可以生成钙矾石的特性，而钙矾石在混凝土中具有抗渗、微膨胀功能，从而对混凝土裂缝进行填充。上述无收缩水泥矿物掺合料用于大体积混凝土生产时，存在以下问题：水泥水化放热时，大体积混凝土内部温度持续上升可达80℃，在此温度下钙矾石分解为单硫型水化硫酸铝钙、铝离子和硫酸根离子，铝离子和硫酸根离子在此温度下被水泥水化产生的C-S-H凝胶吸附，当温度降到室温以后铝离子和硫酸根离子从C-S-H凝胶脱离并与单硫型水化硫酸铝钙二次生成钙矾石产生膨胀，此时水泥已完成水化变硬，后生成的钙矾石体积膨胀使混凝土出现开裂现象。
技术实现思路
为了减少钙矾石二次生成从而导致混凝土出现开裂的问题，第一方面，本申请提供一种微膨胀混凝土，采用如下的技术方案：一种微膨胀混凝土，包含以下重量份的原料：碎石：850～930，砂：790～910，水泥：280～360，掺合料：85～135，钙矾石系膨胀剂：25～35，泵送剂：6～12，抑制剂：23～37，饮用水：150～210，所述抑制剂由壳聚糖、囊壁材料和pH调节剂复配而成。通过采用上述技术方案，由于采用囊壁材料对壳聚糖进行包裹，壳聚糖微囊分散至混凝土各个部位，大体积混凝土浇筑完成后水泥发生水化反应，水泥水化过程中会有氢氧化钙和热量产生，此时大体积混凝土内处于碱性环境，部分囊壁材料在碱性环境中分解，部分囊壁材料在混凝土硬化过程中受到挤压，囊壁材料在物理和化学作用下被破坏壳聚糖从中释放出来，壳聚糖对从C-S-H凝胶中脱离出的硫酸根离子和铝离子进行吸附，因此，减少钙矾石的二次生成，获得减少大体积混凝土开裂的效果。优选的，所述水泥型号为P.O42.5、P.Ⅱ42.5、P.S.A42.5或者P.S.B42.5中的一种。通过采用上述技术方案，当采用P.Ⅱ42.5型的低热水泥时，能减少水泥水化过程中释放的热量，从而减少钙矾石分解，从而有效减少二次生成的钙矾石，有效减少混凝土开裂。优选的，所述钙矾石系膨胀剂为SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂。优选的，所述掺合料为粉煤灰、矿渣微粉和硅灰中的一种或多种。通过采用上述技术方案，由于粉煤灰和矿渣微粉可以代替部分水泥，减少水泥加入量，从而减少水泥水化放热，减少钙矾石分解从而减少钙矾石二次生成，减少混凝土开裂，硅灰可以对粉煤灰、矿渣微粉和水泥空隙进行填充，减少空隙有利于减少外界空气进入混凝土内，减少对混凝土的侵蚀，增加混凝土强度。优选的，所述掺合料为粉煤灰、矿渣微粉和硅灰重量份之比为（4～8）：（8～10）：（5～9）。通过采用上述技术方案，由于粉煤灰、矿渣微粉和硅灰比例配合，因此，获得减少水泥使用量，降低水化热，减少钙矾石分解后二次生成的现象，减少混凝土开裂的效果。优选的，所述抑制剂中壳聚糖、囊壁材料和pH调节剂重量比为（5～9）：（12～20）：（6～8），所述囊壁材料包括5%阿拉伯胶溶液和5%明胶溶液，所述5%阿拉伯胶溶液：5%明胶溶液重量比为=1:1。通过采用上述技术方案，阿拉伯胶和明胶对壳聚糖进行包裹，可以有效减少混凝土搅拌过程中的释放，减少壳聚糖前期吸附的离子，使壳聚糖在水泥水化过程中吸附铝离子和硫酸根离子，因此，获得减少钙矾石二次生成，减少混凝土开裂的效果。优选的，所述pH调节剂为10%醋酸溶液。通过采用上述技术方案，通过pH调节剂调节pH从而增加明胶活性，增强明胶与阿拉伯胶对壳聚糖的包覆效果，因此，减少混凝土搅拌过程中释放的壳聚糖，使壳聚糖能在水泥水化过程中对硫酸根离子和铝离子进行吸附。优选的，所述抑制剂制备方法为：S1、将壳聚糖用10%醋酸溶液溶解，以150r/min的速度搅拌15min；S2、向S1中加入5%阿拉伯胶溶液，以3000r/min的速度搅拌15min，并逐渐升温至60℃后保温1h，生成乳化液；S3、向S2中的乳化液中加入5%明胶溶液，以500r/min的速度搅拌15min，制得抑制剂。通过采用上述技术方案，通过本制备方法制得抑制剂，壳聚糖经10%醋酸溶液溶解后被明胶和阿拉伯胶包裹，从而有效减少混凝土搅拌过程中释放的壳聚糖，使壳聚糖能在水泥水化过程中对硫酸根离子和铝离子进行吸附。第二方面，本申请提供一种微膨胀混凝土制备方法，采用如下的技术方案：一种微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、将碎石、砂和水泥加入搅拌机内，以50r/min速度搅拌5min；S2、向S1的混合料内加入掺合料和钙矾石系膨胀剂，以60r/min速度搅拌5min；S3、向S2的混合料内加入泵送剂和饮用水，以60r/min速度搅拌10min，加入抑制剂以60r/min速度搅拌4min，制得微膨胀混凝土。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用壳聚糖作为吸附材料，当硫酸根离子和铝离子从C-S-H凝胶中脱离里被壳聚糖吸附，从而有效减少钙矾石的二次生成，有效减少混凝土因钙矾石产生的开裂；2、本申请中优选采用阿拉伯胶和明胶通过复凝聚反应对壳聚糖进行包裹，从而有效减少混凝土搅拌和浇筑过程中释放的壳聚糖，使部分壳聚糖能留存至水泥水化反应时从囊壁材料中脱出，从而使壳聚糖对铝离子和硫酸根离子进行吸附；3、本申请的方法，通过先配制混凝土，后加入抑制剂制得最终微膨胀混凝土并减少抑制剂搅拌时间，从而减少混凝土搅拌过程中壳聚糖的释放，使壳聚糖能在水泥水化过程中吸收硫酸根离子和铝离子，而且制备方法简单。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。碎石和砂均采购自济南长清砂石料场，P.Ⅱ42.5型水泥采购自泰安中联水泥有限公司，粉煤灰采购自济南黄泰事业发展有限公司,矿渣微粉采购自山东欣润同创环保科技有限公司,泵送剂为采购自济南速珀瑞建材有限公司的SPR-1型泵送剂,SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂采购自济南兴国建筑材料有限公司，壳聚糖采购自河北润步生物科技有限公司，阿拉伯胶采购自泰安市鼎力胶业有限公司，明胶采购自阜城县润丰粘合剂有限公司，10%醋酸溶液采购自山东慧阳化工有限公司。制备例制备例1S1、称取5kg阿拉伯胶置于75kg饮用水中，80℃下以30r/min的速度搅拌溶解，阿拉伯胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微膨胀混凝土，其特征在于，包含以下重量份的原料：/n碎石：850～930，砂：790～910，水泥：280～360，掺合料：85～135，钙矾石系膨胀剂：25～35，泵送剂：6～12，抑制剂：23～37，饮用水：150～210，所述抑制剂由壳聚糖、囊壁材料和pH调节剂复配而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种微膨胀混凝土，其特征在于，包含以下重量份的原料：
碎石：850～930，砂：790～910，水泥：280～360，掺合料：85～135，钙矾石系膨胀剂：25～35，泵送剂：6～12，抑制剂：23～37，饮用水：150～210，所述抑制剂由壳聚糖、囊壁材料和pH调节剂复配而成。


2.根据权利要求1所述的一种微膨胀混凝土，其特征在于，所述水泥型号为P.O42.5、P.Ⅱ42.5、P.S.A42.5或者P.S.B42.5中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种微膨胀混凝土，其特征在于，所述钙矾石系膨胀剂为SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂。


4.根据权利要求1所述的一种微膨胀混凝土，其特征在于，所述掺合料为粉煤灰、矿渣微粉和硅灰中的一种或多种。


5.根据权利要求3所述的一种微膨胀混凝土，其特征在于，所述掺合料为粉煤灰、矿渣微粉和硅灰重量份之比为（4～8）：（8～10）：（5～9）。


6.根据权利要求1所述的一种微膨胀混凝土，其特征在于，所述抑制剂中壳聚糖、囊壁材料和pH调节剂重量比为（5～9）：（12～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩培毅，刘均平，唐俊栋，李元民，刘雁群，
申请(专利权)人：山东华爵混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37